การสำเร็จโทษด้วยท่อนจันทน์เป็นวิธีการประหารพระราชวงศ์ไทยโดยใช้ท่อนจันทน์เป็นอุปกรณ์ วิธีการดังกล่าวไม่มีการปฏิบัติอีกต่อมาตั้งแต่รัชกาลพระบาทสมเด็จพระปรเมนมหามงกุฎ พระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว และได้เลิกเสียอย่างเป็นทางการตั้งแต่มีการประกาศใช้กฎหมายลักษณะอาญา ร.ศ. 127 ในรัชกาลต่อมา ซึ่งกฎหมายดังกล่าวกำหนดให้การประหารชีวิตบุคคลทุกชนชั้นกระทำโดยตัดศีรษะ
การสำเร็จโทษด้วนท่อนจันทน์เป็นการประหารชีวิตพระราชวงศ์ซึ่งมีบัญญัติไว้ในมาตรา 176 แห่งกฎมนเทียรบาล กฎหมายตราสามดวงฉบับชำระในรัชกาลพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลก ว่า
ถ้าแลโทษหนักถึงสิ้นชีวิตไซร้ ให้ส่งแก่ทะลวงฟันหลังแลนายแวงหลังเอาไปมล้างในโคกพญา นายแวงนั่งทับตักขุนดาบ ขุนใหญ่ไปนั่งดู หมื่นทะลวงฟันกราบสามคาบ ตีด้วยท่อนจันทน์แล้วเอาลงขุม นายแวงทะลวงฟันผู้ใดเอาผ้าทรงแลแหวนทองโทษถึงตาย เมื่อตีนั้นเสื่อขลิบเบาะรอง
กฎมนเทียรบาลเช่นว่านี้จะประกาศใช้เมื่อใดเป็นครั้งแรกยังคงเป็นที่ถกเกียงกันอยู่ในขณะนี้
อย่างไรก็ดี ในบานแผนกของกฎมนเทียรบาลฉบับที่เก่าที่สุดปรากฏความว่า "ศุกมัสดุ ศักราช 720 วันเสาร์ เดือนห้า ขึ้นหกค่ำ ชวดนักษัตรศก สมเด็จพระเจ้ารามาธิบดีบรมไตรโลกนาถ... (ข้อความต่อไปเกี่ยวกับว่า ทรงประกาศใช้กฎหมายดังต่อไปนี้) " ศักราชดังกล่าวเป็นจุลศักราช
ปรามินทร์ เครือทอง ผู้เขียนหนังสือ "สำเร็จโทษด้วยท่อนจันทน์" ได้ตรวจสอบพระราชพงศาวดารต่าง ๆ ปรากฏปีเสด็จขึ้นครองราชย์ของสมเด็จพระบรมไตรโลกนาถแตกต่างดังต่อไปนี้
สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ พระองค์เจ้าดิศวรกุมาร กรมพระยาดำรงราชานุภาพ ทรงพระนิพนธ์ไว้ในหนังสือพระราชพงศาวดารฉบับพระราชหัตถเลขาว่า "ข้าพเจ้าเชื่อว่าศักราชอย่างลงไว้ในฉบับหลวงประเสริฐนั้นถูก..." ในกรณีนี้ ปี จ.ศ. ที่ระบุไว้ในบานแผนกได้แก่ จ.ศ. 720 ก่อนสมเด็จพระบรมไตรโลกนาถเสด็จขึ้นทรงราชย์เก้าสิบปี (จ.ศ. 810) ซึ่งกรมพระยาดำรงราชานุภาพทรงแก้ว่า น่าจะเป็นเพราะอาลักษณ์เขียนผิด โดยเขียนเลข 8 เป็นเลข 7 ที่ถูกคือ จ.ศ. 820 ทั้งนี้ หากนับตามปีปฏิทินแล้ว จ.ศ. 720 ตรงกับปีจอ ซึ่งในบานแผนกว่าปีชวด และปีชวดจะตรงกับ จ.ศ. 722
ส่วนพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาจุฬาลงกรณ์ พระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวมีพระบรมราชวินิจฉัยว่า น่าจะเป็นเพราะอาลักษณ์เขียนผิดเช่นกัน แต่ที่เขียนผิดคือเลข 0 ที่ถูกต้องเป็น 2 อันได้แก่ จ.ศ. 722 ซึ่งตรงกับสมัยสมเด็จพระรามาธิบดีที่ 1 (อู่ทอง)
ปรามินทร์ เครือทอง เชื่อว่า ปีที่ระบุในบานแผนกน่าจะเป็นปีรัชกาลของสมเด็จพระรามาธิบดีที่ 1 ไม่น่าใช่ปีรัชกาลของสมเด็จพระบรมไตรโลกนาถ เนื่องจากการสำเร็จโทษด้วยท่อนจันทน์ได้มีมาก่อนรัชสมัยสมเด็จพระบรมไตรโลกนาถแล้ว โดยปรากฏในพระราชพงศาวดารฉบับพระราชหัตถเลขาดังต่อไปนี้
หากสรุปเอาตามพระบรมราชวินิจฉัยและความคิดเห็นของปรามินทร์ เครือทองข้างต้น ก็จะได้ว่ากฎมนเทียรบาลอันกำหนดหลักเกณฑ์และวิธีการเกี่ยวกับการสำเร็จโทษด้วยท่อนจันทน์นั้นประกาศใช้เป็นครั้งแรกในรัชกาลสมเด็จพระราชาธิบดีที่ 1
มาตรา 176 ของกฎมนเทียรบาล ในกฎหมายตราสามดวง บัญญัติไว้ว่า "ถ้าแลโทษหนักถึงสิ้นชีวิตไซร้ ให้ส่งแก่ทะลวงฟันหลังและนายแวงหลังเอาไปมล้างในโคกพญา..." โดยมิได้ระบุรายละเอียดโทษดังกล่าวไว้ ทั้งนี้ ในกฎมนเทียรบาลเองมีบัญญัติข้อปฏิบัติ ข้อห้าม และข้อกำหนดโทษสำหรับพระราชวงศ์ตลอดจนนางสนมกรมในไว้ โดยโทษมีตั้งแต่ระดับโบย จำ เนรเทศ และประหารชีวิต ส่วนข้อปฏิบัติและข้อห้ามนั้นส่วนใหญ่เพื่อป้องกันความไม่เหมาะสมทางเพศ เช่น การพูดจา ไปมาหาสู่ และ/หรือมีสัมพันธ์กับนางสนมกรมใน นอกจากนี้ ในส่วนเฉพาะสำหรับพระราชกุมารยังมีข้อห้ามอื่น ๆ เพื่อป้องกันการกบฏต่อพระราชบัลลังก์อีกด้วย เป็นต้นว่า มาตรา 77 ห้ามมิให้ขุนนางที่มีศักดินาตั้งแต่แปดร้อยถึงหนึ่งหมื่นไร่ไปมาหาสู่กับพระราชโอรสและ/หรือพระราชนัดดา หากขุนนางใดละเมิดฝ่าฝืนต้องระวางโทษประหารชีวิต
อย่างไรก็ดี ตามข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์ ผู้รับโทษประหารชีวิตด้วยท่อนจันทน์นี้มักเป็นพระราชวงศ์ที่ต้องโทษทางการเมือง เป็นต้นว่า มีการชิงพระราชบัลลังก์ และผู้กระทำการดังกล่าวสำเร็จจะสั่งให้ประหารพระมหากษัตริย์พระองค์เดิม ตลอดจนพระราชวงศ์ และบุคคลใกล้ชิดทั้งปวงของพระมหากษัตริย์ดังกล่าวอีกด้วย เพื่อป้องกันความสั่นคลอนของพระราชบัลลังก์ในภายหลัง อีกกรณีหนึ่งคือการที่พระมหากษัตริย์สิ้นพระชนม์และมีพระราชบุตรทรงอยู่ในพระราชสถานะที่จะเสด็จขึ้นทรงราชย์ได้ แต่มีบุคคลที่สามต้องการพระราชบัลลังก์เช่นกัน จึงจำเป็นต้องมีการกำจัดพระราชบุตรคนดังกล่าวตลอดจนผู้เกี่ยวข้องไปให้พ้นทาง
มาตรา 176 ของกฎมนเทียรบาล ในกฎหมายตราสามดวง บัญญัติไว้ว่า "ถ้าแลโทษหนักถึงสิ้นชีวิตไซร้ ให้ส่งแก่ทะลวงฟันหลังและนายแวงหลังเอาไปมล้างในโคกพญา นายแวงนั่งทับตักขุนดาบ ขุนใหญ่ไปนั่งดู..."
มีบัญญัติไว้ในกฎหมายตราสามดวง ส่วนพระอัยการตำแหน่งนาพลเรือน นาทหาร หัวเมืองว่า "หมื่นทะลวงฟัน" มีหน้าที่เป็นหน่วยรักษาความปลอดภัยและหน่วยจู่โจม ซึ่งในการประหารพระราชวงศ์ด้วยท่อนจันทน์นี้ หมื่นทะลวงฟันมีหน้าที่เป็นเพชฌฆาต
"นายแวง" และ "ขุนดาบ" เป็นชื่อตำแหน่งข้าราชการระดับหนึ่งในสมัยโบราณมีหน้าที่ล้อมวงพระมหากษัตริย์เพื่อถวายการอารักขา และมีหน้าที่ประสานกับชาวพนักงานฝ่ายอื่น ๆ เพื่อให้การดังกล่าวเป็นไปโดยเรียบร้อย ซึ่งนายแวงมียศสูงกว่าขุนดาบ โดยในมาตรา 30 แห่งกฎมนเทียรบาล กฎหมายตราสามดวง บัญญัติว่า "...ถ้าเสด็จขึ้นเขาแลเข้าถ้ำ ขึ้นปรางค์เข้าพระวิหาร ให้ขุนดาบเข้าค้น แล้วให้ตำรวจในเข้าค้น แล้วให้นายแวงเข้าค้น แล้วให้กันยุบาตรค้นเล่าเป็นสี่ท่าจึ่งเชิญเสด็จ เมื่อเสด็จตำรวจในแนมสองข้าง นายแวงถัด ขุนตำรวจขุนดาบอยู่แต่ข้างล่าง ครั้นเสด็จถึงใน ตำรวจในอยู่บานประตูข้างใน นายแวงอยู่บานประตูข้างนอก ขุนดาบอยู่เชิงบันไดเชิงเขา..."
ทั้งนี้ คำว่า "แวง" พจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2542 บัญญัติความหมายว่า "แวง 1 ว. ยาว, แถว; เรียกเส้นลองจิจูดว่า เส้นแวง. (ข.). แวง 2 น. ดาบ. ...แวง 4 ก. ล้อมวง."
สำหรับการประหารพระราชวงศ์ด้วยท่อนจันทน์ นายแวงและขุนดาบมีหน้าที่รักษาความปลอดภัยในมณฑลพระราชพิธีประหาร โดยเฉพาะนายแวงยังมีหน้าที่ควบคุมตัวผู้ต้องโทษประหารด้วยท่อนจันทน์ไปยังมณฑลดังกล่าวอีกด้วย ซึ่งในการควบคุมตัวดังกล่าว มาตรา 175 ยังให้อำนาจนายแวงสามารถจับกุมผู้มีพฤติกรรมต้องสงสัยได้ทันที ทั้งนี้ บัญญัติไว้ว่า "เมื่อไปนั้น ถ้ามีเรือผู้ใดเข้าไปผิดประหลาดอัยการนายแวง ท้าวพระยาห้วเมือง มนตรีมุข ลูกขุนแต่นาหนึ่งหมื่นถึงนาหกร้อยผู้ใดส่งลูกเธอก็ดี ให้ของส่งของฝากก็ดี อัยการนายแวงได้กุมเอาตัวเป็นขบถตามโทษนุโทษ"
คำว่า "ขุนใหญ่" หมายถึง ข้าราชการชั้นผู้ใหญ่ โดยพจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2540 ให้ความหมายของคำว่า "ขุน" ไว้ดังนี้ "ขุน 1 น. ผู้เป็นใหญ่, หัวหน้า, บรรดาศักดิ์ข้าราชการรองจากหลวงลงมา เช่น ขุนวิจิตรมาตรา; เรียกหมากรุกตัวสำคัญที่สุด. ว. ใหญ่ เช่น ขุนเขา.ขุนนาง (โบ) น. ข้าราชการที่ได้รับพระราชทานสัญญาบัตร ตามปรกติต้องมีศักดินาตั้งแต่ 400 ขึ้นไป."
ขุนใหญ่ในการประหารพระราชวงศ์ด้วยท่อนจันทน์นี้ได้แก่ข้าราชการชั้นผู้ใหญ่ที่พระมหากษัตริย์ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ แต่งตั้งให้เป็นประธานในพระราชพิธีสำเร็จโทษด้วยท่อนจันทน์ในกรณีที่ไม่เสด็จพระราชดำเนินไปด้วยพระองค์เอง ทั้งนี้ ขุนใหญ่มีหน้าที่ไปกำกับการพระราชพิธีต่างพระเนตรพระกรรณเพื่อให้การเป็นไปด้วยความเรียบร้อย และมีหน้าที่อ่านประกาศพระบรมราชโองการพระราชทานโทษประหารชีวิตในมณฑลพระราชพิธีก่อนจะเริ่มประหารด้วย
สถานที่สำเร็จโทษนั้นจะใช้ที่วัดโคกพญา หรือ โคกพระยาซึ่งยังไม่ปรากฏหลักฐานแน่ชัดว่าจะใช้โคกพญาเดียวกันกับในมนเทียรบาล
วิธีการนั้นถ้าเป็นแบบปรกติจะต้องใส่ถุงแดงให้เรียบร้อยก่อน เจ้าหน้าจึงอัญเชิญไปยังลานพิธี แล้วปลงพระชนม์ตามพระราชอาญา สำเร็จโทษด้วยวิธีอื่น ๆ อีกเช่น ใส่หลุมอดอาหาร ฝังทั้งเป็น ถ่วงน้ำ ตัดพระเศียร และวิธีพิสดาร